基于PGIS平台的警情空间分析系统研究与应用

2016-04-14崔邓牛慧敏

地球 2016年7期

关键词：警情聚类数据库

■崔邓牛慧敏

(西南大学地理科学学院重庆400715)

基于PGIS平台的警情空间分析系统研究与应用

■崔邓牛慧敏

(西南大学地理科学学院重庆400715)

警情空间分析系统是警用地理信息系统（PGIS）的重要子系统。本文以警情空间分析子系统为重点来介绍PGIS系统开发中的关键技术，本文重点研究了系统的结构体系设计、空间数据库和地图缓存机制等方面内容。在系统建设和应用过程中，针对案、事件数据具备的时空属性，充分发挥GIS的空间分析功能，通过对空间数据库中警情数据的管理和分析模型设计，实现对警情空间数据的关联分析、四高分析、四色预警等分析以及制图功能。

PGIS 平台警情分析地图缓存空间数据库

警情空间分析系统是在PGIS平台的基础上，结合特定警情信息数据，对警情的空间时间特征进行分析，它是警情分析的重要部分，在警务系统具有非常重要的作用。有学者在犯罪空间分析的空间数据库的地址匹配技术、智能指挥调度系统的综合集成、多业务统一处理和多源信息统一集成[1]、警用信息系统的时空关联技术等诸多方面开展了大量研究工作并取得了良好效果。

欧美国家警用地理信息系统起步早，发展较为完善。我国的公安行业于20世纪90年代中后期在指挥中心、交管和消防等业务中逐步的应用地理信息技术，建立起一些以GPS监控和指挥调度为主的电子地图系统。在PGIS平台基础上，对警情数据的研究分析虽然取得了很多成果，但将GIS强大的空间分析功能用于警情分析的研究非常薄弱。本研究以PGIS平台为基础，将GIS地图制图与警情空间位置数据相结合，通过对大量特定类型警情数据的分析，找出高案发地域，对警情态势的进行研判，达到提前预警、布警，防范于未然。

1　警情空间分析系统的总体设计

1.1系统总体架构设计

警情空间分析系统是在PGIS平台的基础上，采用JAVA作为开发语言，在MyEclipse集成开发环境下使用JavaScript和Ajax等技术进行前端开发，运用B/S模式的体系架构，以Oracle10g数据库进行数据的管理和分析，采用三层的开发架构。

1.2系统的技术路线

根据警情空间分析系统开发的业务流程，该系统可分为用户界面层、应用服务层和数据存储层三部分。

用户界面层即表示层，主要负责浏览器端对地图和属性信息的展现，以及用户与系统之间的交互。主要使用JavaScript对DOM节点操作和Ajax来发送请求、获取后台的分析数据，在电子地图的基础上进行空间点、线、面和属性数据的展现等功能。应用服务层主要基于PGIS平台提供的服务，通过HTTP协议的方式，发送、接收和处理前台的请求，并根据程序设计从数据库中读取和分析所需的数据。数据存储层使用关系型数据库Oracle10g为存储数据库，结合ArcSDE编辑管理空间数据，包含栅格地图图片服务切片数据和系统需求的分析数据。

2　警情空间分析系统的关键技术

2.1空间数据库技术

使用ArcSDE空间数据引擎来管理存放在Oracle中的矢量数据，同时也支持矢量数据在ArcGIS软件中的转换编辑和管理[2]。警情空间分析系统主要是基于警情案件数据的分析。针对警情历史数据的存储使用Geodatabase格式，可以方便的对案事件的属性和空间信息进行存储、更新和管理。在Geodatabase中存储的各级单位的辖区面要素，也可以方便的编辑展示。

Oracle数据库中通过ArcSDE导入时空格式数据，针对警情数据的修改显示，可以通过Java语言在后台程序中对时间戳、包围盒等进行格式转换和存取使用。下为Java取到的时间信息转换为毫秒参与时间间隔代码:

SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh: mm:ss");

long millionSeconds=sdf.parse(map.get("time").toString()).getTime ();

2.2地图切片缓存

海量点展示：在电子地图上需要对海量的案事件点数据进行直观展示，为解决浏览器端绘制大数据量的限制，提高地图加载性能，可以在服务器端和客户端两个方面进行优化，在服务器端相应的采用瓦片切图和点抽吸的方法，在客户端可以在支持HTML5 Canvas 和Clustering方式。

瓦片切图法依据PGIS平台栅格地图要求，采用先将海量点要素图层切图为麻点图层和相应的麻点热区，然后在浏览器端的栅格地图上叠加显示。

为解决地图上显示的图标数量很多时，会彼此叠加，在操作和视觉上都会影响地图使用体验。Clustering分为多种聚类方法。基于网格的聚类方法(grid-based method)是采用网格数据结构，对不同地图级别网格上的数据进行统计聚类。针对海量案事件数据，以地图瓦片大小为网格聚类单元，根据缩放的地图等级的不同，对案事件数量信息进行聚类整合显示为均匀分布的兴趣点，在兴趣点上标明其所包含的聚类数，达到案事件时空分布的目的。

3　警情空间分析系统的应用实例

本研究的警情空间分析系统实例，系统实现了四高分析、四色预警和关联分析功能。四高分析可以根据特定的时间段、警情级别、案件发生基准阀值等条件来进行具体分析。四色预警可针对管辖范围内的派出所辖区进行高发类型分析，清晰、直观地展现了某派出所交通事故中不同类型事故发案量和百分比。关联分析功能通过对警情发生时间、警情类型、警情发生地等一系列条件的筛选，缩小分析范围，有目的的查找有关联的警情信息。本实例选取了某派出所辖区内城区范围的非黄赌毒案件的警情类型，查询到四条符合有关查询条件的关联信息。